Amplificadores

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Simulación de amplificadores basados en el transistor bipolar. Efecto de la realimentación
El objetivo principal de esta práctica es la familiarización con el uso de amplificadores basados en transistores bipolares. Para cumplir este objetivo, se medirá de forma experimental la respuesta en frecuencia de un amplificador de audio de dos etapas, así como la influencia de la realimentación(negativa) en el comportamiento del circuito. En un último apartado se analizará el efecto de la distorsión en la salida del amplificador; en concreto, su dependencia con la amplitud de la señal de entrada.

1. Introducción teórica
Como ya se estudió en la práctica anterior, el transistor bipolar puede usarse para construir circuitos amplificadores. Como recuerdo, el símbolo de un transistor npn semuestra en la Fig. 1. C +

IC IB B +

VCE

VBE _ _ El objetivo de un amplificador de tensiones es amplificar, E de igual forma, las tensiones de Fig. 1 Símbolo de un transistor npn las señales que estén comprendidas dentro del intervalo de frecuencias para el que el circuito ha sido diseñado. Dicho intervalo de frecuencias no puede ser infinito dado que viene limitado por los efectoscapacitivos de condensadores del circuito y parásitos. En general, los condensadores externos al transistor (cuando los hay) fijan la frecuencia de corte inferior del amplificador (es decir, la frecuencia por debajo de la cual la amplificación es inferior a la deseada) mientras que los condensadores parásitos e internos a los transistores fijan la frecuencia de corte superior. Si bien una visualizacióngráfica de estos valores se puede hacer, mediante simulación, haciendo uso del Diagrama de Bode, en la práctica se propone una alternativa que permitiría hacer las medidas en el laboratorio. Con el objeto de mejorar las características del amplificador, en concreto, para estabilizar su comportamiento y conseguir anchos de banda (rangos de fre-

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Caracterización de un amplificador BJT en configuración de emisor común 2

cuencia en los que el comportamiento del amplificador es el deseado) aceptables, se emplea la realimentación negativa. El efecto que ésta tiene sobre la relación entrada/salida de un amplificador será también objeto de estudio en esta práctica. Por último, otro aspecto importante en el estudio de losamplificadores es el análisis de distorsión. Un tercer apartado de esta práctica se dedicará a este tema.

2. Análisis de la respuesta en frecuencia de un amplificador bipolar
Mientras que en el laboratorio, la medida de la respuesta frecuencial de un circuito requiere el uso de entradas sinusoidales con frecuencias que van cambiando dentro del rango deseado para medir la ganancia a cada frecuenciae interpolar los datos obtenidos; el uso de simuladores numéricos como Pspice, permite generar de forma rápida la información deseada en forma de Diagramas de Bode. Un diagrama de Bode es la representación, en el dominio de la frecuencia, de la función de transferencia de un sistema, que comprende una gráfica donde se representa la magnitud (en decibelios) y otra para la fase. Para demostrar lautilidad de este tipo de diagramas a la hora de verificar la respuesta en frecuencia de los amplificadores, construya el circuito que se muestra en la v cc C1 Q R1 vs RB2 RE
_

RB1

RC
+

CC v out CE

Fig. 2 Amplificador de una etapa

Los valores de los dispositivos necesarios para construir el circuito mostrado son los siguientes: R s = 600Ω , R B1 = 1MΩ , R B2 = 330kΩ , R E = 100Ω , R C= 2.2kΩ , C B = 47nF , C E = 4.7µF , C C = 1nF , v cc = – 12V . Siendo el transistor bipolar:
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2. Análisis de la respuesta en frecuencia de un amplificador bipolar 3

Q ⇒ 2N 3906 Para el montaje anterior, determine de forma teórica la frecuencia de corte inferior, suponiendo que los condensadores CB y CE limitan esa...